“人的头脑预先地不知不觉地已经形成了S = Ln W 的变换，这才是人的头脑有根深蒂固的平直时空观的原因。”

时空变换和狭义相对论4(2009-06-23 20:43:58)标签：物理学 哲学 杂谈
10.4 时空变换和周行不殆

1、时空变换

S平面中的带形区域，表示了一段平直时空，其时空特性容许不受力的直线运动存在，不容许有不受力的周行运动发生，这时空就是牛顿的绝对时空。

借助时空变换函数 W = eS 和图（10—1）我们看到了S平面中的带形平直时空，怎样变换成一个容许周行不殆运动的 W 时空：

S平面的 X 等于常数时的一组垂直线，变换到W平面，成为一组同心圆。

S平面的τ等于常数时的一组水平线，变换到W平面，成为从原点向外的一组正交射线。

在S平面上，τ=τ1 的水平线，变换到W平面，成为从原点向外的射线 L 。

总起来说，S平面中的带形区域变换到W平面，成为除射线 L 之外的整个W平面。也就是说，对应于τ=τ1的射线 L 是 W 平面的边界。该射线 L 的角度为ψ1，由ψ1 =τ1 计算；ψ1若以“弧度”表示，则为 ψ1 =τ1/2π ；若以“度”表示，则为 ψ1 =（τ1/2π）360°.

2、周行不殆

当S平面上的时间轴τ，从τ1 前进到τ1 +2π时，变换到W平面，相当于W平面中的射线L 逆时针旋转一周；若让τ前进到4π（相当于使带形区域扩大到二倍），则该射线L 逆时针旋转第二周；同样，τ前进到6π则旋转三周（相当于使带形区域扩大到三倍）；τ前进到8π则旋转四周（相当于使带形区域扩大到四倍）；……如此不断地逆时针旋转着，就这样形成了一幅周行不殆的时空画面。

对于这幅周行不殆的时空画面，我们也可以反过来表述，正是这周行不殆，每旋转一圈，S平面的轴τ才能前进2π，这不正是我们老早的关于时间的定义吗？“周行不殆——时间即转化”。

3、客观事实

在大自然中，特别是在大尺度时空中，永远的匀速直线运动事实上并不存在，而周行不殆却无所不在，如月球的绕地运行，地球的绕日运行，金木水火土五大行星的绕日运行，海王星和天王星的绕日运行，太阳系的绕银核运行，……等等，这些周行不殆已存在了数十亿年之久。本文关于时空变换而周行不殆的图画正是对大自然现实的一种简单直观的表达。

4、定义W 时空

借助时空变换 W = eS ，我们将 S 平面的带形平直时空，变换成容许周行不殆运动的时空。显然，两种时空是有区别的。

为了与牛顿的“平直时空”有区别，我们定义这个容许周行不殆运动的时空为“W 时空”。

5、周行不殆的物理本质

那么，W 时空，容许周行不殆运动存在，其物理本质是什么呢？

答曰：这就是我们曾多次强调的，除了吸引普遍存在之外，排斥也普遍存在着，吸引和排斥的平衡使周行不殆普遍存在着。关于此，我们曾在第一章宇宙排斥定律，用较大篇幅作过较详细的讨论，请予参考，这里不重复了。

6、太极图的另一秘密

中国古老的太极图，有画为逆时针旋转，也有画成顺时针旋转，是何道理呢？那一种正确呢？未见解释。不过，从时空变换 W = eS 的研讨而判断，看来，太极图逆时针旋转是有道理的。

7、本来面目

人类在进化过程之中，有生之年的人，生活区域总是非常小，就是说，长期生活在微分时空之中，微分时空具有平直的特征。例如，悬锤自成直线；石头直线下落；强弩初段直进；瀑布飞流直下；平静的江流；如镜的湖面；……等等。所以，我们可以这样说，平直时空是人类进化过程的经验积累而自然形成，但人类主观地把它夸大成普遍的无限的了，这就是以万年计的传统观念。牛顿在他的物理学中，只是对这种经验做了总结并使之理论化，才形成了文字描述的绝对时空观。

在这里，提出一种新的观点：

我们认为，大自然原本的重要的客观事实，就是类似 W 时空中的周行不殆的状态。

但另一个重要事实，则是人类的进化过程。就是说，在人类的进化过程中，人的头脑预先地不知不觉地已经形成了S = Ln W 的变换，这才是人的头脑有根深蒂固的平直时空观的原因。人类习以为常的行走、动作、思维、…总之一切的一切，都受到平直时空观制约。现在，我们所作的W = eS 的反变换实际上是纠正人类进化中形成的思维错误，恢复大自然在人的头脑中的本来面目。

8、视觉成象的时空变换

“人的头脑预先地不知不觉地已经形成了S = Ln W 的变换，这才是人的头脑有根深蒂固的平直时空观的原因。” 请问上述说法有无别的旁证呢？

答曰：有啊！

例如，外在物质世界的某个“正象”S，通过人眼的瞳孔和水晶体，在视网膜上的视觉成象是“倒象”，即 -S ，但人的头脑做了如下的“再次倒象”的时空变换：

W = -（-S ） = +S （10—8）

这样一来，人就感觉看到了“正象”。（10—8）式的这个变换是由人的头脑自动完成的，从而保证人的所思、所想、所行、所为，都能够准确无误地按“正象”处理。

（注意：因时间不变，所以（10—8）式的这个“时空变换”实际上只是“空间变换”，即，“空间倒象变换”）



函数 W = eS 和图（10—1）以及本文的诠释，可看成是对时空变换问题所作的初步的定性的描述。